JPH0826262B2 - インク - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、筆記用具、プリンター等の種々の記録器具
に使用するインクに関し、更に詳しくは、目詰り防止性
に優れ、且つ耐水性、耐光性、耐摩耗性等に優れた画像
を与える水系インクに関する。

（従来の技術） インクジェット記録方式は、記録時の騒音の発生が少
なく、又、カラー化対応が容易で高解像度の記録画像が
高速で得られるという利点を有している。

インクジェット記録方式では、インクとして各種の水
溶性染料を水又は水と有機溶剤との混合液に溶解させた
ものが使用されている。この場合、使用されるインクの
特性として、粘度、表面張力等の物性値が適当な範囲に
あること、溶解成分の溶解安定性が高く、微細なオリフ
ィスを目詰まりさせないこと、十分に高い濃度の記録画
像を与えること、保存中に物性値の変化又は固形分の析
出が生じないことが要求される。

更に上記の特性に加え、被記録材の種類に制限されず
に記録が行えること、定着速度が大きいこと、記録画像
の耐光性、耐水性、耐溶剤性（特に耐アルコール性）に
優れていること、解像度の優れた記録画像を与えること
等の性質も要求される。

（発明が解決しようとしている問題点） 従来、インクジェット記録方式におけるインクの色材
としては、液媒体が水性であることから主として水溶性
染料が使用されており、水溶性染料を用いることによ
り、インクジェット記録方式の上記の基本的要求の多く
が満足されている。

しかしながら、水溶性染料を用いた場合には、染料が
水溶性であると共に一般に耐光性にも劣るために、記録
画像の耐水性及び耐光性が問題となる場合が多い。すな
わち、記録画像に、雨、汗或いは飲食用等の水がかかっ
たりした場合には、記録画像が滲んだり、消失したりす
ることがあり、又、日光や各種照明光によって褪色した
り変色する場合が多い。

そこで、上記の耐光性や耐水性の問題を解決するため
に、色素として顔料或いは油溶性染料の使用が考えられ
る。しかしながら、顔料は分散安定性が悪く沈降し易い
ため、インクとしたときの保存安定性が不良である。更
に再分散性も悪いため、ノズルで目詰りを引き起しやす
く、回復不可能な状態となる。

一方、油溶性染料を用いた油性インクは、表面張力が
低く、吐出状態が不安定である。更に、インクの滲みが
大きくフェザリングを起こし易いため画像品位が著しく
悪い。

従って、本発明の主たる目的は上記のような従来のイ
ンクの問題点を解決したインクを提供すること、すなわ
ち、耐光性及び耐水性が良好な画像を与え且つインクと
して目詰り防止性や保存安定性に優れたインクを提供す
ることである。

（問題点を解決するための手段） 上記目的は以下の本発明によって達成される。

すなわち、本発明は、ｐ−トルエンスルホンアミド、
ｏ−トルエンスルホンアミド、カルナウバワックス及び
エチレンビスステアリルアミドの中から選ばれる少なく
とも１種の化合物に染料を溶解した着色粒子を分散した
水系媒体であり、且つ前記着色粒子の粒度分布の最頻値
が10μｍ以下であることを特徴とするインクである。

（作用） インクの記録剤成分として、比較的低融点の水不溶性
化合物に染料を溶解又は分散した着色粒子を採用するこ
とによって、滲みがなく光学濃度に優れ、且つ耐水性、
耐光性、耐摩耗性等に優れた画像を提供することができ
る。

又、この様なインクはインクジェットノズルにおいて
目詰りを生じたとしても加熱によりインクの吐出性を容
易に回復することができる。

又、好ましい実施態様では、紫外線吸収剤及び／又は
酸化防止剤を併用することによって更に耐光性を向上さ
せることができる。

（好ましい実施態様） 次に好ましい実施態様を挙げて本発明を更に詳しく説
明する。

本発明において使用し、主として本発明を特徴づける
着色粒子とは、染料によって着色された比較的低融点化
合物の粒子であり、染料としては直接染料、酸性染料、
塩基性染料、反応性染料等の水溶性染料も使用できる
が、油溶性染料や分散染料等の如く水不溶性の染料が好
ましく使用される。これらの水不溶性染料を用いること
により、印字時のインクの滲みの問題を解決することが
できる。

又、上記の各種水溶性染料であっても、そのカウンタ
ーイオン（通常はナトリウム、カリウム、アンモニウム
イオン）を有機アミン等で交換して水不溶性且つ溶剤可
溶性とした染料も同様に好ましく使用することができ
る。

本発明で使用する常温で固体の水不溶性低融点化合物
は、ｐ−トルエンスルホンアミド、ｏ−トルエンスルホ
ンアミド、カルナウバワックス及びエチレンビスステア
リルアミドの中から選ばれる少なくとも１種である。

特に好ましいのは染料溶解性に優れたスルホンアミド
又はカルボンアミドである。これらの中でも特に被膜形
性能の低い材料が好ましく、被膜形性能の高い樹脂を用
いると、ノズルで目詰りを生じた場合に吐出回復性が低
下する。

前記染料を上記の比較的低融点の化合物に加える量は
特に限定されないが、低融点化合物100重量部当り約１
乃至100重量部が好ましい範囲である。特に低融点材料
として染料溶解性の高い材料を用いて染料を十分に溶解
させることによって、光学濃度が高くOHPに使用した場
合に透光性に優れた画像を形成するインクとすることが
できる。

又、上記染料とともに上記低融点化合物中に目的に応
じた紫外線吸収剤、酸化防止剤或いは顕色向上剤等の種
々の添加剤を加えることができる。

染料を低融点化合物中に溶解又は分散させる方法は、
これらの低融点化合物を加熱して液化させ、この中に染
料を加えて溶解又は分散させればよい。

又、上記の着色された低融点化合物を水中に乳化分散
させる方法としては、着色物を一旦固化させて適当な粒
子径に粉砕し、これを分散させる方法でもよいし、加熱
液化した着色化合物を冷水又は温水中に加えて水中で粒
子化と分散とを同時に行ってもよい。乳化分散の方法と
しては超音波による方法や各種分散機や撹拌機を用いる
方法等が挙げられる。この際必要に応じて各種乳化剤や
分散剤更には保護コロイド等の乳化又は分散助剤を用い
ることもできる。例えば、PVA、PVP、アラビアゴム等の
高分子物質、アニオン系界面活性剤、非イオン性活性剤
等が挙げられる。

上記の如くして得られる着色粒子の粒径は、インクの
保存安定性やノズルの目詰まりの点から、粒度分布の最
頻値が10μｍ以下であることが好ましい。

このように形成した着色粒子を用いて、最終的なイン
クとするには、着色粒子を遠心分離又は濾過等により一
度取り出し、インク溶媒中に再分散し、必要に応じて水
溶性有機溶剤、pH調整剤、界面活性剤、防腐剤等を加
え、所望の物性値をもつインクとする方法、或いは着色
粒子を水中から取り出さずにそのまま上記の様な必要な
添加剤を加えインクにする方法も可能であり、インク化
の方法は特に限定されない。

以上の如き着色粒子はインク媒体を含むインク全量中
で、従来のインクの場合と同様に一般には約0.1乃至20
重量％を占める割合で使用されており、本発明において
もこの割合と同様でよい。

本発明のインクに使用するのに好適な溶媒は、水又は
水と水溶性有機溶剤との混合溶媒であり、特に好適なも
のは水と水溶性有機溶剤との混合溶媒であって、水溶性
有機溶剤としてインクの乾燥防止効果を有する多価アル
コールを含有するものである。又、水としては、種々の
イオンを含有する一般の水でなく、脱イオン水を使用す
るのが好ましい。

水と混合して使用される水溶性有機溶剤としては、例
えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロ
ピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチル
アルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルア
ルコール、イソブチルアルコール等の炭素数１乃至４の
アルキルアルコール類；ジメチルホルムアミド、ジメチ
ルアセトアミド等のアミド類；アセトン、ジアセトンア
ルコール等のケトン又はケトアルコール類；テトラヒド
ロフラン、ジオキサン等のエーテル類；ポリエチレング
リコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレ
ングリコール類；エチレングリコール、プロピレングリ
コール、ブチレングリコール、トリエチレングリコー
ル、1,2,6−ヘキサントリオール、チオジグリコール、
ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール等のアル
キレン基が２乃至６個の炭素原子を含むアルキレングリ
コール類；グリセリン；エチレングリコールメチル（又
はエチル）エーテル、ジエチレングリコールメチル（又
はエチル）エーテル、トリエチレングリコールモノメチ
ル（又はエチル）エーテル等の多価アルコールの低級ア
ルキルエーテル類;N−メチル−２−ピロリドン、1,3−
ジメチル−２−イミダゾリジノン等が挙げられる。これ
らの多くの水溶性有機溶剤の中でも、ジエチレングリコ
ール等の多価アルコール、トリエチレングリコールモノ
メチル（又はエチル）エーテル等の多価アルコールの低
級アルキルエーテルが好ましいものである。

インク中の上記水溶性有機溶剤の含有量は一般にはイ
ンクの全重量に対して重量％で０乃至95重量％、好まし
くは10乃至80重量％、より好ましくは20乃至50重量％の
範囲である。

上記のインク化において使用するpHの調整剤として
は、例えば、ジエタノールアミン、トリエタノールアミ
ン等の各種有機アミン、水酸化ナトリウム、水酸化リチ
ウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物等の
無機アルカリ剤、有機酸や鉱酸が挙げられる。

又、本発明のインクは上記の成分の外に必要に応じ
て、界面活性剤、粘度調整剤、表面張力調整剤等を包含
し得る。

本発明のインクを使用する記録方法としては、一般の
ペン、万年筆、フエルトペン、毛筆等のいわゆる一般的
筆記具の外に、ペンプロッターやインクジェット方式等
の機械的記録方法も使用でき特に限定されないが、特に
好適な方法はインクジェット方式であり、従来公知の各
種インクジェット方式はいずれも本発明において好適で
ある。

又、使用する被記録材は一般の紙、コート紙、合成
紙、各種プラスチックフイルム等いずれも使用でき特に
限定されない。

特に本発明のインクを用いる画像形成方法では、適当
な被記録材に前記インクを用いて画像形成後、被記録材
上の着色粒子を圧力や熱等従来公知の手段で処理して着
色粒子を被記録材上で固着させることによって、画像の
耐摩耗性等を一層良好にすることができる。

（実施例） 次に実施例、比較例及び使用例を挙げて本発明を更に
具体的に説明する。尚、文中％とあるのは特に断りの無
い限り重量基準である。

実施例１ ｐ−トルエンスルホンアミド90gを140℃で融解液化
し、この中にC.I.ソルベントブラック３（オリエント化
学製、オリエントオイルブラックHBB）10gを混合溶解し
た。

一方、温度80℃の水300gに非イオン界面活性剤BL−9E
X（日光ケミカルズ製）4gと炭酸ナトリウム5gを溶解
し、これに上記の着色液を140℃で徐々に加え、ブラン
ソン社製超音波分散機を用いて出力200W及び10分間の条
件で乳化分散し、20℃に冷却した。

これに20％エチレングリコール水溶液100gを加え、３
時間撹拌した。この着色粒子含有液を80g取り、ジエチ
レングリコール20gを加えて、更に３時間撹拌し本発明
のインクとした。

実施例２ ｐ−及びｏ−トルエンスルホンアミド混合物（融点約
120℃）80gにC.I.ソルベントブラック７（BASF社製、ニ
グロシンベースLK）8gを約130℃で加えて均一に溶解さ
せた。界面活性剤の0.5％水溶液500g（80℃）に上記の
着色溶液を加え、ブランソン社製超音波分散機を用いて
出力200W及び10分間の条件で乳化分散した。これを25℃
に冷却した後遠心分離機にかけ、着色粒子を分離した。
この着色粒子10gを蒸留水60gに加え、更にエチレングリ
コール10g及びグリセリン20gを加え、２時間撹拌し本発
明のインクとした。

実施例３ カルナウバワックス100gを100℃で融解させ、この中
にC.I.ソルベントレッド24（オリエント化学製、オリエ
ントオイルレッドRR）20gを溶解させた。以下実施例１
と同様にして本発明のインクとした。

実施例４ エチレンビスステアリルアミド100gとC.I.ソルベント
ブルー14 10gとを使用し、他は実施例１と同様にして
本発明のインクとした。

実施例５ 実施例１において、紫外線吸収剤2,4−ジヒドロキシ
ベンゾフェノン10gを染料に併用したことを除き実施例
１と同様にして本発明のインクを得た。

実施例６ 実施例２において、酸化防止剤Irganox 565 10gを染
料に併用したことを除き実施例２と同様にして本発明の
インクを得た。

比較例１ C.I.ダイレクトブラック154（ダイワ化成製）2gを水7
8gに溶解させ、更にジエチレングリコール20gを加え、
２時間撹拌し比較例のインクとした。

比較例２ 水溶性アクリル樹脂5g、非イオン界面活性剤MYS−２
（日光ケミカルズ製）1g、カーボンブラック（三菱化成
製、MA−100）10g、エチレングリコール10g及び蒸留水7
4gを混合撹拌し、ボールミルにて100時間分散させた。
これを80gとりジエチレングリコール20gを加え、５時間
撹拌して比較例のインクとした。

使用例 上記実施例及び比較例のインクを夫々用いて、ピエゾ
振動子によってインクを吐出させるオンデマンド型記録
ヘッド（吐出オリフィス系50μｍ、ピエゾ振動子駆動電
圧60V、周波数4KHz）を有するインクジェット記録装置
によって、コピー紙にプリントして画像を形成し、加熱
ローラーの間を通過させ、得られた画像にキセノンフェ
ードメーター（スガ試験機製）を使用し、30時間照射
し、照射前と照射後の色差を求めて耐光性を評価した。

又、得られた画像に水をかけ画像の汚れ度合を目視に
て判断し、耐水性を評価した。

又、使用したインクの保存安定性を夫々−30℃、20℃
及び60℃で１カ月間保存した後、沈殿物の発生及び液物
性の変化を測定して評価した。

評価結果を下記第１表に示した。表中の◎は優良を、
○は良好を、△はやや不良を、そして×は不良を示す。

更に、コールターカウンター（コールターエレクトロ
ニクス製）を用いて、実施例及び比較例の夫々のインク
中の着色粒子の粒径を測定し第１表に示した。

（効果） 以上の説明から明らかなように、本発明のインクの着
色粒子は、染料が他の材料で被覆されているので凝集及
び沈殿を起こしにくく、保存安定性に優れている。又、
紫外線吸収剤及び／又は酸化防止剤を着色粒子内に含有
するため、これを用いて記録した画像は耐光性に優れ、
更に染料として水不溶性のものを使用すれば、印字時の
滲みもなく、耐水性も向上し、インクとして極めて好適
なものである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ｐ−トルエンスルホンアミド、ｏ−トルエ
   ンスルホンアミド、カルナウバワックス及びエチレンビ
   スステアリルアミドの中から選ばれる少なくとも１種の
   化合物に染料を溶解した着色粒子を分散した水系媒体で
   あり、且つ前記着色粒子の粒度分布の最頻値が10μｍ以
   下であることを特徴とするインク。
2. 【請求項２】インクジェット用途に適した請求項（１）
   に記載のインク。